JP2013197474A - Substrate processing method, semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus - Google Patents

Substrate processing method, semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus Download PDF

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周平 西堂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing apparatus which can uniformly deposit a plurality of substrates and reliably remove by-products in an exhaust pipe when performing SiC epitaxial film growth under a high temperature condition thereby to improve productivity and safety.SOLUTION: A substrate processing method comprises: a boat loading process of carrying in a plurality of substrates while being held by a boat into a reaction chamber; a gas supply process of supplying a gas to the substrates; an exhaust process of exhausting the gas supplied in the gas supply process from an exhaust pipe; and a cleaning gas supply process of supplying a cleaning gas for cleaning inside the exhaust pipe to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe.

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法、特に炭化ケイ素(以下、SiCとする)エピタキシャル膜を基板上に成膜する工程を有する基板処理装置と半導体装置の製造方法、および基板製造方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate, a method for manufacturing a semiconductor device, and a method for manufacturing a substrate, in particular, a substrate processing apparatus and a semiconductor including a step of forming a silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) epitaxial film on a substrate. The present invention relates to an apparatus manufacturing method and a substrate manufacturing method.

SiCは、シリコン(以下Siとする)に比べエネルギーバンドギャップが広いこと、絶縁耐圧が高いこと、熱伝導性が高いことなどから、特にパワーデバイス用素子材料として注目されている。一方で、SiCは常圧下での液相を持たないこと、不純物拡散係数が小さいことなどから、Siに比べて結晶基板や半導体デバイスの作製が難しいことが知られている。例えば、Siのエピタキシャル成膜温度が900℃〜1200℃であるのに比べ、SiCのエピタキシャル成膜温度は1500℃〜1800℃程度と高いことから、SiCエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置では、耐熱構造や原料ガスの分解抑制に技術的な工夫が必要である。また、成膜温度が高温であることから、成膜処理後の排気系における耐熱構造や副生成物の除去などについても技術的な工夫が必要となる。さらに、SiCエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置では、SiとC(以下、炭素とも言う)との2元素を用いた成膜を行うため、膜厚や組成の均一性の確保やドーピングレベルの制御にも、Si膜を成膜する基板処理装置には無い工夫が必要となる。 SiC is attracting particular attention as a power device element material because of its wide energy band gap, high withstand voltage, and high thermal conductivity compared to silicon (hereinafter referred to as Si). On the other hand, it is known that SiC does not have a liquid phase under normal pressure, and the impurity diffusion coefficient is small, so that it is difficult to produce a crystal substrate or a semiconductor device compared to Si. For example, since the epitaxial film formation temperature of SiC is as high as 1500 ° C. to 1800 ° C. compared to the epitaxial film formation temperature of Si of 900 ° C. to 1200 ° C., the substrate processing apparatus for forming the SiC epitaxial film has a heat resistant structure. In addition, it is necessary to devise technical measures to suppress decomposition of raw material gas. In addition, since the film forming temperature is high, it is necessary to devise technical measures for the heat-resistant structure and the removal of by-products in the exhaust system after the film forming process. Furthermore, in a substrate processing apparatus for forming a SiC epitaxial film, since film formation using two elements of Si and C (hereinafter also referred to as carbon) is performed, it is possible to ensure film thickness and composition uniformity and to achieve a doping level. For the control, a device that does not exist in the substrate processing apparatus for forming the Si film is required.

SiCを用いてデバイスを作製する場合は、SiC基板の上にSiCエピタキシャル膜を形成したウェーハを用いる。このSiC基板上にSiCエピタキシャル膜を形成するSiCエピタキシャル成長装置の一例として特許文献1がある。 When a device is manufactured using SiC, a wafer in which a SiC epitaxial film is formed on a SiC substrate is used. As an example of a SiC epitaxial growth apparatus for forming a SiC epitaxial film on this SiC substrate, there is Patent Document 1.

特開2011−3885号公報JP 2011-388A

本発明はかかる実情に鑑み、高温条件下で行われるSiCエピタキシャル膜成長において、複数枚の基板を均一に成膜することができ、排気配管における副生成物の除去を確実に行うことで生産性と安全性を向上させることができる基板処理装置と半導体装置の製造方法、および基板処理方法を提供するものである。 In view of such circumstances, the present invention can uniformly form a plurality of substrates in SiC epitaxial film growth performed under high temperature conditions, and can reliably remove by-products in the exhaust pipe to improve productivity. The present invention provides a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method capable of improving safety.

本発明の一態様によれば、複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、前記ガス供給工程によって供給されたガスを排気配管から排気する排気工程と、前記排気配管内をクリーニングするために前記排気配管内のクリーニングガス用流路にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する基板処理方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a boat loading step of loading a plurality of substrates into a reaction chamber while being held in a boat, a gas supply step of supplying a gas to the substrate, and the gas supply step There is provided a substrate processing method comprising: an exhaust process for exhausting gas from an exhaust pipe; and a cleaning gas supply process for supplying a cleaning gas to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe in order to clean the inside of the exhaust pipe. .

また、本発明の他の一態様によれば、複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、前記ガス供給工程によって供給されたガスを排気配管から排気する排気工程と、前記排気配管内をクリーニングするために前記排気配管内のクリーニングガス用流路にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する半導体装置の製造方法が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, a boat loading step of loading a plurality of substrates into a reaction chamber while being held in a boat, a gas supply step of supplying gas to the substrates, and the gas supply step An exhaust process for exhausting the gas supplied from the exhaust pipe and a cleaning gas supply process for supplying a cleaning gas to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe in order to clean the inside of the exhaust pipe A manufacturing method is provided.

さらに、本発明の一態様によれば、複数の基板を処理する反応室と、前記反応室を囲むように設けられる加熱部と、前記複数の基板を保持した状態で前記反応室内に載置されるボートと、前記反応室内に設置されるガス供給部と、前記反応室内に供給されたガスを排気配管を通して排気する排気部と、前記排気部に設けられ、排気部をクリーニングするガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記ガス供給部から供給するガスの流量と、前記クリーニングガス供給部から供給されるクリーニングガスの流量とを制御する制御部とを有する基板処理装置が提供される。 Furthermore, according to one embodiment of the present invention, the reaction chamber for processing a plurality of substrates, a heating unit provided so as to surround the reaction chamber, and the plurality of substrates are held in the reaction chamber while being held. A boat, a gas supply unit installed in the reaction chamber, an exhaust unit for exhausting the gas supplied into the reaction chamber through an exhaust pipe, and a gas provided in the exhaust unit for cleaning the exhaust unit There is provided a substrate processing apparatus having a cleaning gas supply unit, a control unit for controlling a flow rate of gas supplied from the gas supply unit, and a flow rate of cleaning gas supplied from the cleaning gas supply unit.

本発明によれば、生産性を向上させることができる基板処理方法と半導体装置の製造方法および基板処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing apparatus that can improve productivity.

本発明が適用される半導体製造装置の斜視図である。1 is a perspective view of a semiconductor manufacturing apparatus to which the present invention is applied. 本発明が適用される処理炉の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the processing furnace to which this invention is applied. 本発明が適用される処理炉の平面断面図である。It is a plane sectional view of a processing furnace to which the present invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置のガス供給ユニットを説明する図である。It is a figure explaining the gas supply unit of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の処理炉及びその周辺構造の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied, and its peripheral structure. 本発明が適用される半導体製造装置の排気配管の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the exhaust piping of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の排気配管内におけるクリーニングガス流れの解析図である。It is an analysis figure of the cleaning gas flow in the exhaust piping of the semiconductor manufacturing device to which the present invention is applied. 本発明が適用される半導体製造装置の排気配管内に設置した短管ノズルを示した図である。It is the figure which showed the short tube nozzle installed in the exhaust pipe of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される排気配管内に短管ノズルを用いてクリーニングガスを所定量供給した場合の解析図である。It is an analysis figure at the time of supplying predetermined amount of cleaning gas in the exhaust piping to which this invention is applied using a short tube nozzle. 本発明が適用される半導体製造装置の排気配管内に設置した石英壁を示す図である。It is a figure which shows the quartz wall installed in the exhaust pipe of the semiconductor manufacturing apparatus with which this invention is applied. 本発明が適用される排気配管と石英壁の断面図である。It is sectional drawing of the exhaust piping to which this invention is applied, and a quartz wall. 本発明が適用される排気配管内に石英壁を用いてクリーニングガスを所定量供給した場合の解析図である。It is an analysis figure at the time of supplying a predetermined amount of cleaning gas using the quartz wall in the exhaust pipe to which the present invention is applied. 本発明が適用される排気配管に石英壁を設けてクリーニングガスを供給したときの供給量について解析した排気配管側面の解析図である。It is an analysis figure of the side surface of an exhaust pipe which analyzed about the amount of supply when a quartz wall is provided in the exhaust pipe to which the present invention is applied and cleaning gas is supplied.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、基板処理装置の一例であるSiCエピタキシャル成長装置における、高さ方向にSiCウェーハを並べる、所謂バッチ式縦型SiCエピタキシャル成長装置で説明する。なお、バッチ式縦型SiCエピタキシャル成長装置とすることで、一度に処理できるSiCウェーハの数が多くなりスループットが向上する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a so-called batch type vertical SiC epitaxial growth apparatus in which SiC wafers are arranged in the height direction in a SiC epitaxial growth apparatus which is an example of a substrate processing apparatus will be described. In addition, by setting it as a batch type vertical SiC epitaxial growth apparatus, the number of the SiC wafers which can be processed at once increases and a throughput improves.

<全体構成>
先ず、図1に於いて、本発明の第1の実施形態に於けるSiCエピタキシャル膜を成膜する基板処理装置、および、半導体デバイスの製造工程の一つであるSiCエピタキシャル膜を成膜する基板の製造方法について説明する。
<Overall configuration>
First, referring to FIG. 1, a substrate processing apparatus for forming a SiC epitaxial film according to the first embodiment of the present invention, and a substrate for forming a SiC epitaxial film which is one of semiconductor device manufacturing steps. The manufacturing method will be described.

基板処理装置(成膜装置)としての半導体製造装置10は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筐体12を有する。前記半導体製造装置10には、例えばSiC等で構成された基板としてのウェーハ14(図2参照)を収納する基板収容器として、フープ(以下、ポッドと称す)16がウェーハキャリアとして使用される。前記筐体12の正面側には、ポッドステージ18が配置されており、該ポッドステージ18にポッド16が搬送される。ポッド16には、例えば25枚のウェーハ14が収納され、蓋が閉じられた状態で前記ポッドステージ18にセットされる。 A semiconductor manufacturing apparatus 10 as a substrate processing apparatus (film forming apparatus) is a batch type vertical heat treatment apparatus, and includes a housing 12 in which a main part is arranged. In the semiconductor manufacturing apparatus 10, a hoop (hereinafter referred to as a pod) 16 is used as a wafer carrier as a substrate container for storing a wafer 14 (see FIG. 2) as a substrate made of, for example, SiC. A pod stage 18 is disposed on the front side of the housing 12, and the pod 16 is conveyed to the pod stage 18. For example, 25 wafers 14 are stored in the pod 16 and set on the pod stage 18 with the lid closed.

前記筐体12内の正面であって、前記ポッドステージ18に対向する位置には、ポッド搬送装置20が配置されている。又、該ポッド搬送装置20の近傍にはポッド収納棚22、ポッドオープナ24及び基板枚数検知器26が配置されている。前記ポッド収納棚22は前記ポッドオープナ24の上方に配置され、ポッド16を複数個載置した状態で保持する様に構成されている。前記基板枚数検知器26は、前記ポッドオープナ24に隣接して配置され、前記ポッド搬送装置20は前記ポッドステージ18と前記ポッド収納棚22と前記ポッドオープナ24との間でポッド16を搬送する。前記ポッドオープナ24はポッド16の蓋を開けるものであり、前記基板枚数検知器26は蓋を開けられたポッド16内のウェーハ14の枚数を検知する様になっている。 A pod transfer device 20 is disposed in a front face of the housing 12 and at a position facing the pod stage 18. A pod storage shelf 22, a pod opener 24, and a substrate number detector 26 are disposed in the vicinity of the pod transfer device 20. The pod storage shelf 22 is disposed above the pod opener 24 and is configured to hold a plurality of pods 16 mounted thereon. The substrate number detector 26 is disposed adjacent to the pod opener 24, and the pod transfer device 20 transfers the pod 16 among the pod stage 18, the pod storage shelf 22, and the pod opener 24. The pod opener 24 opens the lid of the pod 16, and the substrate number detector 26 detects the number of wafers 14 in the pod 16 with the lid opened.

前記筐体12内には、基板移載機28、基板保持具としてのボート30が配置されている。前記基板移載機28は、アーム(ツイーザ)32を有し、図示しない駆動手段により昇降可能且つ回転可能な構造となっている。前記アーム32は、例えば5枚のウェーハ14を取出すことができ、前記アーム32を動かすことにより、前記ポッドオープナ24の位置に置かれたポッド16及びボート30間にてウェーハ14を搬送する。 A substrate transfer machine 28 and a boat 30 as a substrate holder are disposed in the housing 12. The substrate transfer machine 28 has an arm (tweezer) 32, and has a structure that can be moved up and down and rotated by a driving means (not shown). The arm 32 can take out, for example, five wafers 14. By moving the arm 32, the wafer 14 is transferred between the pod 16 and the boat 30 placed at the position of the pod opener 24.

前記ボート30は、例えばカーボングラファイトやSiC等の耐熱性材料で構成されており、複数枚のウェーハ14を水平姿勢で、且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて縦方向に積上げ、保持する様に構成されている。尚、前記ボート30の下部には、例えば石英やSiC等の耐熱性材料で構成された円盤形状の断熱部材としてボート断熱部34が配置されており、後述する被加熱体48からの熱が処理炉40の下方側に伝わりにくくなる様に構成されている(図2参照)。 The boat 30 is made of a heat-resistant material such as carbon graphite or SiC, for example, and a plurality of wafers 14 are arranged in a horizontal posture and aligned with their centers aligned, and are stacked and held in the vertical direction. It is configured. Note that a boat heat insulating portion 34 is disposed as a disk-shaped heat insulating member made of a heat resistant material such as quartz or SiC at the lower portion of the boat 30, and heat from the heated body 48 to be described later is processed. It is comprised so that it may become difficult to be transmitted to the downward side of the furnace 40 (refer FIG. 2).

前記筐体12内の背面側上部には前記処理炉40が配置されている。該処理炉40内に複数枚のウェーハ14を装填した前記ボート30が搬入され、熱処理が行われる。 The processing furnace 40 is disposed in the upper part on the back side in the housing 12. The boat 30 loaded with a plurality of wafers 14 is loaded into the processing furnace 40 and subjected to heat treatment.

<処理炉構成>
次に、図2、図3、図4に於いて、SiCエピタキシャル膜を成膜する前記半導体製造装置10の前記処理炉40について説明する。処理炉40には、第1のガス供給口68を有する第1のガス供給ノズル60、第2のガス供給口72を有する第2のガス供給ノズル70、及び第1のガス排気口90が設けられる。又、不活性ガスを供給する第3のガス供給口360、第2のガス排気口390が図示されている。
<Processing furnace configuration>
Next, referring to FIGS. 2, 3, and 4, the processing furnace 40 of the semiconductor manufacturing apparatus 10 for forming a SiC epitaxial film will be described. The processing furnace 40 is provided with a first gas supply nozzle 60 having a first gas supply port 68, a second gas supply nozzle 70 having a second gas supply port 72, and a first gas exhaust port 90. It is done. In addition, a third gas supply port 360 and a second gas exhaust port 390 for supplying an inert gas are shown.

処理炉40は、石英又はSiC等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された反応管42を備えている。反応管42の下方には、反応管42と同心円状にマニホールド36が配設されている。該マニホールド36は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。該マニホールド36は、反応管42を垂直に支持する様に設けられている。尚、マニホールド36と反応管42との間には、シール部材としてのOリング(図示せず)が設けられている。マニホールド36が図示しない保持体に支持されることにより、反応管42は垂直に据付けられた状態になっている。該反応管42とマニホールド36により、反応容器が形成されている。 The processing furnace 40 is made of a heat resistant material such as quartz or SiC, and includes a reaction tube 42 formed in a cylindrical shape having a closed upper end and an opened lower end. Below the reaction tube 42, a manifold 36 is disposed concentrically with the reaction tube 42. The manifold 36 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 36 is provided so as to support the reaction tube 42 vertically. An O-ring (not shown) as a seal member is provided between the manifold 36 and the reaction tube 42. Since the manifold 36 is supported by a holding body (not shown), the reaction tube 42 is installed vertically. A reaction vessel is formed by the reaction tube 42 and the manifold 36.

処理炉40は、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成された被誘導体48及び磁場発生部としての誘導コイル50を具備している。被誘導体48の筒中空部には、反応室44が形成されており、SiC等で構成された基板としてのウェーハ14を保持したボート30を収納可能に構成されている。また、図2の下枠内に示されるように、ウェーハ14は、円環状の下部ウェーハホルダ15bに保持され、上面を円板状の上部ウェーハホルダ15aで覆われた状態でボート30に保持されるとよい。これにより、ウェーハ上部から落下しているパーティクルからウェーハ14を守ることができると共に、成膜面(ウェーハ14の下面)に対して裏面側の成膜を抑制することができる。また、ウェーハホルダ15の分ボート柱から成膜面を離すことができ、ボート柱の影響を小さくすることができる。ボート30は、水平姿勢で、且つ、互いに中心を揃えた状態で縦方向に整列するようにウェーハホルダ15に保持されたウェーハ14を保持するよう構成されている。被誘導体48は、該反応管42の外側に設けられた誘導コイル50により発生される磁場によって加熱される様になっており、被誘導体48が発熱することにより、反応室44内が加熱される様になっている。 The processing furnace 40 includes a derivative 48 formed in a cylindrical shape with an upper end closed and a lower end opened, and an induction coil 50 as a magnetic field generation unit. A reaction chamber 44 is formed in a cylindrical hollow portion of the to-be-derivatized 48, and is configured to be able to store a boat 30 holding a wafer 14 as a substrate made of SiC or the like. Further, as shown in the lower frame of FIG. 2, the wafer 14 is held by the boat 30 in a state where the wafer 14 is held by the annular lower wafer holder 15b and the upper surface is covered by the disk-like upper wafer holder 15a. Good. Thereby, the wafer 14 can be protected from particles falling from the upper part of the wafer, and film formation on the back surface side with respect to the film formation surface (lower surface of the wafer 14) can be suppressed. Further, the film forming surface can be separated from the boat column of the wafer holder 15, and the influence of the boat column can be reduced. The boat 30 is configured to hold the wafers 14 held by the wafer holder 15 so as to be aligned in the vertical direction in a horizontal posture and with the centers aligned. The derivative 48 is heated by a magnetic field generated by an induction coil 50 provided outside the reaction tube 42, and the reaction chamber 44 is heated when the derivative 48 generates heat. It is like.

被誘導体48の近傍には、反応室44内の温度を検出する温度検出体として図示しない温度センサが設けられている。誘導コイル50及び温度センサは、温度制御部52と電気的に接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき、誘導コイル50への通電具合が調節されることで、反応室44内の温度が所望の温度分布となる様所定のタイミングにて制御される様構成されている(図5参照)。 In the vicinity of the derivative 48, a temperature sensor (not shown) is provided as a temperature detector that detects the temperature in the reaction chamber 44. The induction coil 50 and the temperature sensor are electrically connected to the temperature control unit 52, and the inside of the reaction chamber 44 is adjusted by adjusting the degree of energization to the induction coil 50 based on the temperature information detected by the temperature sensor. The temperature is controlled at a predetermined timing so as to obtain a desired temperature distribution (see FIG. 5).

尚、好ましくは、反応室44内に於いて前記第1及び第2のガス供給ノズル60,70と第1のガス排気口90との間であって、前記被加熱体48とウェーハ14との間には、被加熱体48とウェーハ14との間の空間を埋める様、鉛直方向に延在し断面が円弧状の構造物300を反応室44内に設けるのがよい。例えば、図3に示す様に、対向する位置にそれぞれ構造物300を設けることで、第1及び第2のガス供給ノズル60,70から供給されるガスが、被誘導体48の内壁に沿ってウェーハ14を迂回するのを防止することができる。構造物300としては、好ましくは断熱材若しくはカーボンフェルト等で構成すると、耐熱及びパーティクルの発生を抑制することができる。 Preferably, in the reaction chamber 44, between the first and second gas supply nozzles 60, 70 and the first gas exhaust port 90, and between the heated object 48 and the wafer 14. In the meantime, a structure 300 extending in the vertical direction and having an arc-shaped cross section is preferably provided in the reaction chamber 44 so as to fill the space between the heated object 48 and the wafer 14. For example, as shown in FIG. 3, by providing the structures 300 at the opposing positions, the gas supplied from the first and second gas supply nozzles 60 and 70 is transferred along the inner wall of the derivative 48 to the wafer. Bypassing 14 can be prevented. When the structure 300 is preferably made of a heat insulating material, carbon felt or the like, heat resistance and generation of particles can be suppressed.

反応管42と被誘導体48との間には、例えば誘電されにくいカーボンフェルト等で構成された断熱材54が設けられ、該断熱材54を設けることにより、被誘導体48の熱が反応管42或は該反応管42の外側へ伝達するのを抑制することができる。 Between the reaction tube 42 and the to-be-derivatized 48, a heat insulating material 54 made of, for example, a carbon felt that is not easily dielectric is provided. By providing the heat insulating material 54, the heat of the to-be-derivatized 48 is changed to the reaction tube 42 or Can suppress the transmission to the outside of the reaction tube 42.

また、誘導コイル50の外側には、反応室44内の熱が外側に伝達するのを抑制する為の、例えば水冷構造である外側断熱壁55が反応室44を囲む様に設けられている。更に、外側断熱壁55の外側には、誘導コイル50により発生された磁場が外側に漏れるのを防止する磁気シール58が設けられている。 In addition, an outer heat insulating wall 55 having, for example, a water cooling structure is provided outside the induction coil 50 so as to suppress the heat in the reaction chamber 44 from being transmitted to the outside so as to surround the reaction chamber 44. Further, a magnetic seal 58 for preventing the magnetic field generated by the induction coil 50 from leaking outside is provided outside the outer heat insulating wall 55.

図2に示す様に、被誘導体48とウェーハ14との間には、少なくとも1つの第1のガス供給口68が設けられた第1のガス供給ノズル60が設置される。又、被誘導体48とウェーハ14との間の第1のガス供給ノズル60とは異なる箇所には、少なくとも1つの第2のガス供給口72が設けられた第2のガス供給ノズル70が設けられる。また、第1のガス排気口90も同様に被加熱体48とウェーハ14との間に配置される。又、反応管42と断熱材54との間に、第3のガス供給口360及び第2のガス排気口390が配置されている。なお、第1のガス供給ノズル60及び第2のガス供給ノズル70から供給されるガス種については、後述する。 As shown in FIG. 2, a first gas supply nozzle 60 provided with at least one first gas supply port 68 is installed between the derivative 48 and the wafer 14. Further, a second gas supply nozzle 70 provided with at least one second gas supply port 72 is provided at a location different from the first gas supply nozzle 60 between the derivative 48 and the wafer 14. . Similarly, the first gas exhaust port 90 is also disposed between the heated object 48 and the wafer 14. In addition, a third gas supply port 360 and a second gas exhaust port 390 are disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54. The gas types supplied from the first gas supply nozzle 60 and the second gas supply nozzle 70 will be described later.

第1のガス供給口68及び第1のガス供給ノズル60は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室44内に設けられる。又、第1のガス供給ノズル60は、マニホールド36を貫通する様に該マニホールド36に取付けられている。該第1のガス供給ノズル60は、第1のガスライン222を介してガス供給ユニット200に接続される。 The first gas supply port 68 and the first gas supply nozzle 60 are made of, for example, carbon graphite and are provided in the reaction chamber 44. The first gas supply nozzle 60 is attached to the manifold 36 so as to penetrate the manifold 36. The first gas supply nozzle 60 is connected to the gas supply unit 200 via the first gas line 222.

第2のガス供給口72及び第2のガス供給ノズル70は、例えばカーボングラファイトで構成され、反応室44内に設けられる。また、第2のガス供給ノズル70は、マニホールド36を貫通する様に、該マニホールド36に取付けられている。また、第2のガス供給ノズル70は、第2のガスライン260を介してガス供給ユニット200に接続されている。 The second gas supply port 72 and the second gas supply nozzle 70 are made of, for example, carbon graphite and are provided in the reaction chamber 44. The second gas supply nozzle 70 is attached to the manifold 36 so as to penetrate the manifold 36. Further, the second gas supply nozzle 70 is connected to the gas supply unit 200 via the second gas line 260.

また、第1のガス供給ノズル60及び第2のガス供給ノズル70に於いて、基板の配列領域に第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72が1つ設けられていてもよく、ウェーハ14の所定枚数毎に設けられていてもよい。 Further, in the first gas supply nozzle 60 and the second gas supply nozzle 70, one first gas supply port 68 and one second gas supply port 72 may be provided in the arrangement region of the substrate. Alternatively, it may be provided for every predetermined number of wafers 14.

<排気系>
図2に示す様に、第1のガス排気口90が、ボート30より下部に設けられ、マニホールド36には、第1のガス排気口90に接続されたガス排気管230が貫通する様設けられている。該ガス排気管230の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び、圧力調整器としてのAPC(Auto
Pressure Controller)バルブ214を介して真空ポンプ等の真空排気装置220が接続されている。圧力センサ及びAPCバルブ214には、圧力制御部98が電気的に接続されており、該圧力制御部98は圧力センサにより検出された圧力に基づいてAPCバルブ214の開度を調整し、処理炉40内の圧力が所定の圧力となる様所定のタイミングにて制御する様に構成されている(図5参照)。
<Exhaust system>
As shown in FIG. 2, a first gas exhaust port 90 is provided below the boat 30, and a gas exhaust pipe 230 connected to the first gas exhaust port 90 is provided in the manifold 36 so as to pass therethrough. ing. On the downstream side of the gas exhaust pipe 230, a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC (Auto) as a pressure regulator are provided.
A vacuum exhaust device 220 such as a vacuum pump is connected via a pressure controller (Valve) 214. A pressure control unit 98 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 214, and the pressure control unit 98 adjusts the opening degree of the APC valve 214 based on the pressure detected by the pressure sensor, thereby processing furnace. Control is performed at a predetermined timing so that the pressure in 40 becomes a predetermined pressure (see FIG. 5).

上記した様に、第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72から供給されたガスはSi又はSiCで構成されたウェーハ14に対し平行に流れ、第1のガス排気口90より排気されるので、ウェーハ14全体が効率的且つ均一にガスに晒される。 As described above, the gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 flows in parallel to the wafer 14 made of Si or SiC, and is exhausted from the first gas exhaust port 90. Therefore, the entire wafer 14 is exposed to the gas efficiently and uniformly.

また、ボート30の下には、反応室からの輻射熱によりマニホールド36等が加熱されないようにボート断熱部34Aが設けられる。また、本実施形態では、反応室にて加熱された成膜ガスが高温のままマニホールド36等に到達しないように、成膜ガスと熱交換を行い、成膜ガスの温度を下げるための熱交換部が設けられている。具体的には、ボート断熱部34Aを中空筒状とし、その側面に沿って成膜ガスが排気されるようにしている。このようにボート断熱部34Aを筒状とすることで排気される成膜ガスとの接触面積が大きくなり熱交換の効率が向上する。また、当該ボート断熱部34Aを囲むように、第1熱交換部34B、及び、ガス供給ノズル60(70)の下部に設けられた第2熱交換部34Cが設けられる。これらの第1熱交換部34B及び第2熱交換部34Cは、ボート断熱部34Aと間隙を有するように配置され、また、排気される成膜ガスの流路を反応室内における成膜ガスの流路より狭くしている。これにより、成膜ガスは、狭い流路を介して排気されるので、より熱交換の効率が良くなる。 A boat heat insulating portion 34A is provided under the boat 30 so that the manifold 36 and the like are not heated by the radiant heat from the reaction chamber. Further, in the present embodiment, heat exchange is performed to reduce the temperature of the deposition gas by performing heat exchange with the deposition gas so that the deposition gas heated in the reaction chamber does not reach the manifold 36 or the like at a high temperature. Is provided. Specifically, the boat heat insulating portion 34A has a hollow cylindrical shape, and the film forming gas is exhausted along the side surface. Thus, by making the boat heat insulating part 34A cylindrical, the contact area with the film forming gas exhausted is increased, and the efficiency of heat exchange is improved. Moreover, the 1st heat exchange part 34B and the 2nd heat exchange part 34C provided in the lower part of the gas supply nozzle 60 (70) are provided so that the said boat heat insulation part 34A may be enclosed. The first heat exchange unit 34B and the second heat exchange unit 34C are arranged so as to have a gap with the boat heat insulating unit 34A, and the flow of the film forming gas in the reaction chamber flows through the flow path of the film forming gas to be exhausted. It is narrower than the road. Thereby, since the film forming gas is exhausted through the narrow flow path, the efficiency of heat exchange is further improved.

また、図3に示す様に、第3のガス供給口360は反応管42と断熱材54との間に配置され、マニホールド36を貫通する様に取付けられている。更に、第2のガス排気口390が、反応管42と断熱材54との間であり、第3のガス供給口360に対して対向する様に配置され、第2のガス排気口390はガス排気管230に接続されている。第3のガス供給口360は、マニホールド36を貫通する第3のガスライン240に形成され、第3のガスラインは、ガス供給ユニット200に接続される。また、図4に示されるように、第3のガスラインは、バルブ212f、MFC211fを介してガス供給源210fと接続されている。該ガス供給源210fからは不活性ガスとして、例えば希ガスのArガスが供給され、SiCエピタキシャル膜成長に寄与するガスが反応管42と断熱材54との間に進入するのを防ぎ、反応管42の内壁又は断熱材54の外壁に不要な生成物が付着するのを防止することができる。 As shown in FIG. 3, the third gas supply port 360 is disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 and attached so as to penetrate the manifold 36. Further, the second gas exhaust port 390 is disposed between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 so as to face the third gas supply port 360, and the second gas exhaust port 390 is a gas It is connected to the exhaust pipe 230. The third gas supply port 360 is formed in a third gas line 240 that penetrates the manifold 36, and the third gas line is connected to the gas supply unit 200. As shown in FIG. 4, the third gas line is connected to a gas supply source 210f via a valve 212f and an MFC 211f. For example, a rare gas Ar gas is supplied as an inert gas from the gas supply source 210f, and a gas contributing to the growth of the SiC epitaxial film is prevented from entering between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54. It is possible to prevent unnecessary products from adhering to the inner wall of 42 or the outer wall of the heat insulating material 54.

また、反応管42と断熱材54との間に供給された不活性ガスは、第2のガス排気口390よりガス排気管230の下流側にあるAPCバルブ214を介して真空排気装置220から排気される。 Further, the inert gas supplied between the reaction tube 42 and the heat insulating material 54 is exhausted from the vacuum exhaust device 220 via the APC valve 214 on the downstream side of the gas exhaust tube 230 from the second gas exhaust port 390. Is done.

ここで、排気管230について図7を用いてさらに詳細に説明する。図7に示されるように排気管230はフランジ水冷部702を有するとともに、フランジ水冷部702によって排気ガスが冷却されることで生じる塩化シランポリマー(例えばSiCl2)などの副生成物を除去するための排気配管用クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部701を有している。 Here, the exhaust pipe 230 will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the exhaust pipe 230 has a flange water cooling unit 702, and removes by-products such as a chlorosilane polymer (for example, SiCl2) generated by cooling the exhaust gas by the flange water cooling unit 702. A cleaning gas supply unit 701 is provided to supply exhaust pipe cleaning gas.

このとき、排気ガスの冷却によって生じる塩化シランポリマーのような副生成物は、大気に曝露すると大気中の水分と反応することで、可燃性を有したり、爆発性を有したりすることが多いため、排気配管内にクリーニングガスが均一に流し副生成物を均一に除去することが重要となる。   At this time, by-products such as silane chloride polymer produced by cooling the exhaust gas react with moisture in the atmosphere when exposed to the atmosphere, and may be flammable or explosive. Therefore, it is important that the cleaning gas flows uniformly in the exhaust pipe and the by-products are uniformly removed.

図8は任意の圧力下(例えば2000Pa)におけるArを一定流量(例えば5L)流したときのクリーニングガスの分布を解析した図面である。例えば図8(a)のようにクリーニングガスClF3の流量を750ccとして用いた場合、ガスはクリーニングガス供給部701が設置されている面の対面側である破線の領域Aを主にクリーニングし、図8(c)のようにクリーニングガスClF3の流量を100ccとして用いた場合にはガスは主流であるArに押されてクリーニングガス供給部701が設置されている面である破線の領域Cを多くクリーニングすることとなる。さらに、図8(b)のようにクリーニングガスClF3の流量を図8(a)や図8(c)の中間程度の流量である375ccに設定するとクリーニングガスが配管表面に到達し難くなり、破線の領域Bのようにあまりクリーニングがされなくなる。 FIG. 8 shows the analysis of the distribution of the cleaning gas when Ar is allowed to flow at a constant flow rate (eg, 5 L) under an arbitrary pressure (eg, 2000 Pa). For example, when the flow rate of the cleaning gas ClF3 is used as 750 cc as shown in FIG. 8A, the gas mainly cleans the broken line area A on the opposite side of the surface where the cleaning gas supply unit 701 is installed. When the flow rate of the cleaning gas ClF3 is set to 100 cc as shown in FIG. 8C, the gas is pushed by the mainstream Ar to clean much of the broken line area C which is the surface on which the cleaning gas supply unit 701 is installed. Will be. Further, if the flow rate of the cleaning gas ClF3 is set to 375 cc, which is about the middle flow rate of FIGS. 8A and 8C, as shown in FIG. 8B, the cleaning gas hardly reaches the pipe surface, and the broken line As in the region B, the cleaning is not so much.

このため、排気配管内面を均一にクリーニングする方法として、例えばクリーニングガス供給部701に後述する短管ノズルを設ける手段や、クリーニングガス供給ノズル701のガス噴出口近傍に後述する石英壁を設ける手段が考えられる。   Therefore, as a method for uniformly cleaning the inner surface of the exhaust pipe, for example, a means for providing a short pipe nozzle to be described later in the cleaning gas supply unit 701 or a means for providing a quartz wall to be described later in the vicinity of the gas outlet of the cleaning gas supply nozzle 701. Conceivable.

次に図9および図10を用いてクリーニングガス供給部701に短管ノズル901を設置したクリーニング方法について詳細に説明する。   Next, a cleaning method in which the short tube nozzle 901 is installed in the cleaning gas supply unit 701 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10.

図9(a)は短管ノズル901を排気配管内に設置した状態を示した図面であり、例えば図9(c)に記載されるように円周方向に略90度の間隔で、4箇所のクリーニングガス噴出口を設けた短管ノズル901が排気配管上流側に設置される。短管ノズル901は、図9(b)に記載されるように、中空の円筒形状をしており、少なくとも1箇所にクリーニングガス噴出口が設けられ、クリーニングガス供給部701に嵌合または螺合するように設けられている。ここで、図9(a)には1箇所にのみ短管ノズルが設けられているが、クリーニングガス供給部701とともに複数個所に設けられても良く、さらに、短管ノズルに設けられたクリーニングガス噴出口は略90度の間隔ではなく、適宜異なる間隔で複数個所に設けられても良いことはいうまでもない。   FIG. 9A is a view showing a state in which the short pipe nozzle 901 is installed in the exhaust pipe. For example, as shown in FIG. 9C, four locations are provided at intervals of approximately 90 degrees in the circumferential direction. A short pipe nozzle 901 provided with a cleaning gas jet outlet is installed upstream of the exhaust pipe. As shown in FIG. 9B, the short tube nozzle 901 has a hollow cylindrical shape, and is provided with a cleaning gas ejection port at least at one place, and is fitted or screwed into the cleaning gas supply unit 701. It is provided to do. Here, in FIG. 9A, the short pipe nozzle is provided only at one place, but it may be provided at a plurality of places together with the cleaning gas supply unit 701, and further, the cleaning gas provided at the short pipe nozzle. Needless to say, the jet outlets may be provided at a plurality of locations at intervals different from each other, not at intervals of about 90 degrees.

図10は所定の圧力(例えば2000Pa)で所定のArガス流量(例えば5L)、所定の温度となる状態で短管ノズル901を用いてクリーニングガス(例えばClF3)を排気配管内に所定の流量を供給した場合について解析した図面である。   FIG. 10 shows a predetermined Ar gas flow rate (for example, 5 L) at a predetermined pressure (for example, 2000 Pa) and a predetermined flow rate of cleaning gas (for example, ClF3) in the exhaust pipe using the short tube nozzle 901 in a state where the predetermined temperature is reached. It is the drawing which analyzed about the case where it supplied.

例えば、図10(c)のようにクリーニングガス供給量を100ccとして排気配管内をクリーニングした場合には、短管ノズル901を用いなかったときの図8(c)に比べ、クリーニングガス流量が少ないにも関わらず、領域Fのように広範囲にガスが供給されていることが確認できる。また同様に図10(b)のようにクリーニングガス供給量を300ccとしてクリーニングを行った場合には、排気配管内全体にガスが供給されており、特にフランジ水冷部702の周辺の領域Eには略均一にガスを供給できていることが確認できる。さらに図10(a)のように、クリーニングガス供給量を1000ccとすると領域Dのように排気配管内全体を略均一にクリーニングできていることが確認できる。   For example, when the inside of the exhaust pipe is cleaned with the supply amount of the cleaning gas as 100 cc as shown in FIG. 10C, the cleaning gas flow rate is smaller than that in FIG. 8C when the short pipe nozzle 901 is not used. Nevertheless, it can be confirmed that the gas is supplied in a wide range as in the region F. Similarly, when the cleaning gas supply amount is 300 cc as shown in FIG. 10B, the gas is supplied to the entire exhaust pipe, and particularly in the area E around the flange water cooling unit 702. It can be confirmed that the gas can be supplied substantially uniformly. Further, as shown in FIG. 10 (a), when the cleaning gas supply amount is 1000 cc, it can be confirmed that the entire exhaust pipe can be cleaned substantially uniformly as in the region D.

次に図11、図12、図13、図14を用いて、クリーニングガス供給部701のガス噴出口近傍から中空円筒形状の石英壁を設けた場合について説明する。図11(a)は石英壁1101を排気配管内に設置することで、排気ガスの排気流路とは異なるクリーニングガス流路を排気配管内に設けたときの排気配管を示した図である。石英壁1101は図11(b)に記載されるように、中空円筒形状をしておりその最外径は排気配管230の内径よりも小さくなるように設けられている。   Next, the case where a hollow cylindrical quartz wall is provided from the vicinity of the gas outlet of the cleaning gas supply unit 701 will be described with reference to FIGS. 11, 12, 13, and 14. FIG. 11A shows the exhaust pipe when the quartz wall 1101 is installed in the exhaust pipe so that a cleaning gas flow path different from the exhaust gas exhaust flow path is provided in the exhaust pipe. As shown in FIG. 11B, the quartz wall 1101 has a hollow cylindrical shape, and is provided so that its outermost diameter is smaller than the inner diameter of the exhaust pipe 230.

図12(a)は排気配管230に石英壁1101を設けたときのガスの流れを示した排気配管230と石英壁1101の断面図であり、図12(b)は排気配管230と石英壁1101の側面断面図である。   FIG. 12A is a cross-sectional view of the exhaust pipe 230 and the quartz wall 1101 showing the gas flow when the quartz wall 1101 is provided in the exhaust pipe 230, and FIG. 12B is the exhaust pipe 230 and the quartz wall 1101. FIG.

クリーニングガス供給部701から排気配管230内に供給されたクリーニングガスは、図12(a)に示されるように供給部出口近傍に設けられた石英壁1101によって排気配管230内面に沿うように流れるため、これによって排気配管内面を十分にクリーニングすることが可能となり副生成物の除去を確実に実施することができる。ここで、図12(b)に記載されるように石英壁1101はクリーニングガス供給ポート付近でクリーニングガス流路を設けるように段差が設けられているが、この段差は適宜変更可能であることは言うまでもない。   The cleaning gas supplied from the cleaning gas supply unit 701 into the exhaust pipe 230 flows along the inner surface of the exhaust pipe 230 by the quartz wall 1101 provided in the vicinity of the supply unit outlet as shown in FIG. As a result, the inner surface of the exhaust pipe can be sufficiently cleaned, and the by-product can be reliably removed. Here, as shown in FIG. 12B, the quartz wall 1101 is provided with a step so as to provide a cleaning gas flow path in the vicinity of the cleaning gas supply port, but this step can be changed as appropriate. Needless to say.

図13は排気配管230内に石英壁1101を設け、所定の圧力下(例えば2000Pa)、所定のArガス流量(例えば5L)、所定の温度となる状態でクリーニングガス(例えばClF3)を排気配管内に所定の流量を供給した場合について解析した図である。また、図14は石英壁を取付けた排気配管内のクリーニングガスを供給した場合の側面断面図である。   In FIG. 13, a quartz wall 1101 is provided in the exhaust pipe 230, and a cleaning gas (eg, ClF 3) is supplied into the exhaust pipe at a predetermined pressure (eg, 2000 Pa), a predetermined Ar gas flow rate (eg, 5 L), and a predetermined temperature. It is the figure analyzed about the case where a predetermined flow rate is supplied to. FIG. 14 is a side cross-sectional view when the cleaning gas in the exhaust pipe with the quartz wall attached is supplied.

例えば、図13(c)のようにクリーニングガス供給量を100ccとして排気配管内をクリーニングした場合には、排気配管230のフランジ水冷部701周辺の領域Iにクリーニングガスが均一に供給されており、クリーニングガス供給量を500ccとすると、図13(b)の領域Hのように排気配管230内のほぼ全体にクリーニングガスを供給することが可能となる。さらに図13(a)のようにクリーニングガス供給量を1000ccとすると領域Gのように排気配管230内全体に均一にクリーニングガスを供給することが可能となる。このように石英壁1101を設けることで図14に示すようにクリーニングガスClF3を排気配管内壁面に均一に供給することが可能となり、フランジ水冷部702周辺に生じる副生成物を確実に除去することが可能となる。   For example, when the inside of the exhaust pipe is cleaned with a cleaning gas supply amount of 100 cc as shown in FIG. 13C, the cleaning gas is uniformly supplied to the region I around the flange water cooling portion 701 of the exhaust pipe 230. If the supply amount of the cleaning gas is 500 cc, the cleaning gas can be supplied to almost the entire interior of the exhaust pipe 230 as in the region H of FIG. Further, when the supply amount of the cleaning gas is 1000 cc as shown in FIG. 13A, the cleaning gas can be uniformly supplied to the entire exhaust pipe 230 as in the region G. By providing the quartz wall 1101 in this manner, the cleaning gas ClF 3 can be uniformly supplied to the inner wall surface of the exhaust pipe as shown in FIG. 14, and the by-product generated around the flange water cooling portion 702 can be reliably removed. Is possible.

ここで、上述したクリーニングガスにはClF3を用いて排気配管内をクリーニングすることを述べたが、排気配管内をクリーニングするためのガスはこれに限らず、他のクリーニングガスでも良く、さらにクリーニングガスを供給する最大量および最小量は供給するクリーニングガスの種類に応じて適宜変更されて良い。さらにガスの供給量の制御は、上述した方法に限らず、一定の条件下で排気配管内面を均一にクリーニングできる一定量を供給し続けても良い。 Here, the inside of the exhaust pipe is cleaned using ClF3 as the cleaning gas. However, the gas for cleaning the inside of the exhaust pipe is not limited to this, and other cleaning gas may be used. The maximum amount and the minimum amount to be supplied may be appropriately changed according to the type of cleaning gas to be supplied. Furthermore, the control of the gas supply amount is not limited to the above-described method, and a constant amount that can uniformly clean the inner surface of the exhaust pipe may be continuously supplied under a certain condition.

また、上述した排気配管内には石英壁を用いてクリーニングガスを均一に供給できる流路を形成するように記載したが、流路を形成する壁の材料は石英である必要はなく、必要な条件を満たす事ができればどのような材料を用いても良い。また、形状についても排気配管と一体形状になるように形成されても良い。 Further, although the exhaust pipe described above is described so as to form a flow path that can uniformly supply the cleaning gas using a quartz wall, the material of the wall forming the flow path does not need to be quartz, and is necessary. Any material may be used as long as the conditions can be satisfied. Further, the shape may be formed so as to be integrated with the exhaust pipe.

<各ガス供給系に供給されるガスの詳細>
次に、図4を用いて、第1のガス供給系及び第2のガス供給系について説明する。図4に示されるように、該第1のガスライン222は、SiH4ガス、HClガス、不活性ガスに対して流量制御器(流量制御手段)としてのマスフローコントローラ(以下MFCとする)211a,211b,211c、及び、バルブ212a,212b,212cを介して、例えばSiH4ガス供給源210a、HClガス供給源210b、不活性ガス供給源210cに接続されている。
<Details of gas supplied to each gas supply system>
Next, the first gas supply system and the second gas supply system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the first gas line 222 includes mass flow controllers (hereinafter referred to as MFC) 211a and 211b as flow rate controllers (flow rate control means) for SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas. , 211c and valves 212a, 212b, 212c, for example, are connected to an SiH4 gas supply source 210a, an HCl gas supply source 210b, and an inert gas supply source 210c.

上記構成により、SiH4ガス、HClガス、不活性ガスのそれぞれの供給流量、濃度、分圧、供給タイミングを反応室44内に於いて制御することができる。バルブ212a,212b,212c、MFC211a,211b,211cは、ガス流量制御部78に電気的に接続されており、それぞれ供給するガスの流量が所定流量となる様に、所定のタイミングにて制御される様になっている(図5参照)。尚、SiH4ガス、HClガス、不活性ガスのそれぞれのガス供給源210a,210b、210c、バルブ212a,212b、212c、MFC211a,211b,211c、第1のガスライン222、第1のガス供給ノズル60及び該第1のガス供給ノズル60に少なくとも1つ設けられる第1のガス供給口68により、ガス供給系として第1のガス供給系が構成される。 With the above configuration, the supply flow rate, concentration, partial pressure, and supply timing of SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas can be controlled in the reaction chamber 44. The valves 212a, 212b, and 212c and the MFCs 211a, 211b, and 211c are electrically connected to the gas flow rate control unit 78, and are controlled at a predetermined timing so that the flow rate of the supplied gas becomes a predetermined flow rate. (See FIG. 5). Note that SiH 4 gas, HCl gas, and inert gas supply sources 210 a, 210 b, 210 c, valves 212 a, 212 b, 212 c, MFC 211 a, 211 b, 211 c, first gas line 222, first gas supply nozzle 60 A first gas supply system is configured as a gas supply system by at least one first gas supply port 68 provided in the first gas supply nozzle 60.

また、第2のガスライン260は、C(炭素)原子含有ガスとして、例えばC3H8ガスに対して流量制御手段としてのMFC211d及びバルブ212dを介してC3H8ガス供給源210dに接続され、還元ガスとして、例えばH2ガスに対して流量制御手段としてのMFC211e及びバルブ212eを介してH2ガス供給源210eに接続されている。 Further, the second gas line 260 is connected to the C3H8 gas supply source 210d through the MFC 211d and the valve 212d as a flow rate control unit for C3H8 gas, for example, as C (carbon) atom-containing gas, and as the reducing gas, For example, the H2 gas is connected to the H2 gas supply source 210e via the MFC 211e as a flow rate control means and a valve 212e.

上記構成により、C3H8ガス、H2ガスの供給流量、濃度、分圧を反応室44内に於いて制御することができる。バルブ212d,212e、MFC211d,211eは、ガス流量制御部78に電気的に接続されており、供給するガス流量が所定の流量となる様、所定のタイミングにて制御される様になっている(図5参照)。尚、C3H8ガス、H2ガスのガス供給源210d,210e、バルブ212d,212e、MFC211d,211e、第2のガスライン260、第2のガス供給ノズル70、第2のガス供給口72により、ガス供給系として第2のガス供給系が構成される。 With the above configuration, the supply flow rate, concentration, and partial pressure of C3H8 gas and H2 gas can be controlled in the reaction chamber 44. The valves 212d and 212e and the MFCs 211d and 211e are electrically connected to the gas flow rate control unit 78, and are controlled at a predetermined timing so that the supplied gas flow rate becomes a predetermined flow rate ( (See FIG. 5). Gas supply is provided by gas supply sources 210d and 210e of C3H8 gas and H2 gas, valves 212d and 212e, MFCs 211d and 211e, a second gas line 260, a second gas supply nozzle 70, and a second gas supply port 72. A second gas supply system is configured as the system.

このように、Si原子含有ガスとC原子含有ガスを異なるガス供給ノズルから供給することにより、ガス供給ノズル内では、SiC膜が堆積しないようにすることができる。なお、Si原子含有ガス及びC原子含有ガスの濃度や流速を調整したい場合は、夫々適切なキャリアガスを供給すればよい。 Thus, by supplying the Si atom-containing gas and the C atom-containing gas from different gas supply nozzles, it is possible to prevent the SiC film from being deposited in the gas supply nozzle. In addition, what is necessary is just to supply appropriate carrier gas, respectively, when adjusting the density | concentration and flow velocity of Si atom containing gas and C atom containing gas.

更に、Si原子含有ガスを、より効率的に使用するため水素ガスのような還元ガスを用いる場合がある。この場合、還元ガスは、C原子含有ガスを供給する第2のガス供給ノズル70を介して供給することが望ましい。このように還元ガスをC原子含有ガスと共に供給し、反応室44内でSi原子含有ガスと混合することにより、還元ガスが少ない状態となるためSi原子含有ガスの分解を成膜時と比較して抑制することができ、第1のガス供給ノズル内におけるSi膜の堆積を抑制することが可能となる。この場合、還元ガスをC原子含有ガスのキャリアガスとして用いることが可能となる。なお、Si原子含有ガスのキャリアとしては、アルゴン(Ar)のような不活性ガス(特に希ガス)を用いることにより、Si膜の堆積を抑制することが可能となる。 Furthermore, a reducing gas such as hydrogen gas may be used in order to use the Si atom-containing gas more efficiently. In this case, it is desirable to supply the reducing gas through the second gas supply nozzle 70 that supplies the C atom-containing gas. In this way, the reducing gas is supplied together with the C atom-containing gas and mixed with the Si atom-containing gas in the reaction chamber 44, so that the reducing gas is reduced. Therefore, the decomposition of the Si atom-containing gas is compared with that during film formation. Therefore, the deposition of the Si film in the first gas supply nozzle can be suppressed. In this case, the reducing gas can be used as a carrier gas for the C atom-containing gas. Note that the use of an inert gas (particularly a rare gas) such as argon (Ar) as the carrier of the Si atom-containing gas can suppress the deposition of the Si film.

更に、第1のガス供給ノズル60には、HClのような塩素原子含有ガスを供給することが望ましい。このようにすると、Si原子含有ガスが熱により分解し、第1のガス供給ノズル内に堆積可能な状態となったとしても、塩素によりエッチングモードとすることが可能となり、第1のガス供給ノズル内へのSi膜の堆積をより抑制することが可能になる。また、塩素原子含有ガスには、堆積した膜をエッチングする効果もあり、第1のガス供給口68の閉塞を抑制することが可能となる。 Further, it is desirable to supply a chlorine atom-containing gas such as HCl to the first gas supply nozzle 60. In this way, even if the Si atom-containing gas is decomposed by heat and can be deposited in the first gas supply nozzle, it becomes possible to enter the etching mode with chlorine, and the first gas supply nozzle It is possible to further suppress the deposition of the Si film inside. Further, the chlorine atom-containing gas also has an effect of etching the deposited film, and the first gas supply port 68 can be prevented from being blocked.

なお、SiCエピタキシャル膜を形成する際に流すCl(塩素)原子含有ガスとしてHClガスを例示したが、塩素ガスを用いてもよい。 In addition, although HCl gas was illustrated as Cl (chlorine) atom containing gas flowed when forming a SiC epitaxial film, you may use chlorine gas.

また、上述ではSiCエピタキシャル膜を形成する際に、Si(シリコン)原子含有ガスとCl(塩素)原子含有ガスとを供給したが、Si原子とCl原子を含むガス、例えばテトラクロロシラン(以下SiCl4とする)ガス、トリクロロシラン(以下SiHCl3)ガス、ジクロロシラン(以下SiH2Cl2)ガスを供給してもよい。また、言うまでもないが、これらのSi原子及びCl原子を含むガスは、Si原子含有ガスでも有り、又は、Si原子含有ガス及びCl原子含有ガスの混合ガスともいえる。特に、SiCl4は、熱分解される温度が比較的高いため、ノズル内のSi消費抑制の観点から望ましく、さらにSiCl4を使用した場合には、HClガス(またはClガス)の代わりにドーピングガス(例えばN2ガス)を供給するようにしてもよい。 In the above description, when the SiC epitaxial film is formed, a Si (silicon) atom-containing gas and a Cl (chlorine) atom-containing gas are supplied. However, a gas containing Si atoms and Cl atoms, for example, tetrachlorosilane (hereinafter referred to as SiCl4 and Gas), trichlorosilane (hereinafter referred to as SiHCl3) gas, and dichlorosilane (hereinafter referred to as SiH2Cl2) gas may be supplied. Needless to say, the gas containing Si atoms and Cl atoms is also a Si atom-containing gas or a mixed gas of Si atom-containing gas and Cl atom-containing gas. In particular, SiCl4 is desirable from the viewpoint of suppressing the consumption of Si in the nozzle because the temperature at which it is thermally decomposed is relatively high. Furthermore, when SiCl4 is used, a doping gas (for example, HCl gas (or Cl gas)) is used instead of HCl gas (or Cl gas). N2 gas) may be supplied.

また、上述ではC(炭素)原子含有ガスとしてC3H8ガスを例示したが、エチレン(以下C2H4とする)ガス、アセチレン(以下C2H2とする)ガスを用いてもよい。 Moreover, although C3H8 gas was illustrated as C (carbon) atom containing gas in the above-mentioned, you may use ethylene (henceforth C2H4) gas and acetylene (henceforth C2H2) gas.

また、還元ガスとしてH2ガスを例示したが、これに限らず他のH(水素)原子含有ガスを用いても良い。更には、キャリアガスとしては、Ar(アルゴン)ガス、He(ヘリウム)ガス、Ne(ネオン)ガス、Kr(クリプトン)ガス、Xe(キセノン)ガス等の希ガスのうち少なくとも1つを用いてもよいし、上記したガスを組合わせた混合ガスを用いてもよい。 Moreover, although H2 gas was illustrated as reducing gas, it is not restricted to this, You may use other H (hydrogen) atom containing gas. Furthermore, as the carrier gas, at least one of rare gases such as Ar (argon) gas, He (helium) gas, Ne (neon) gas, Kr (krypton) gas, and Xe (xenon) gas may be used. Alternatively, a mixed gas in which the above gases are combined may be used.

<処理炉の周辺構成>
次に、図6に於いて、処理炉40及びその周辺の構成について説明する。該処理炉40の下方には、該処理炉40の下端開口を気密に閉塞する為の炉口蓋体としてシールキャップ102が設けられている。該シールキャップ102は、例えばステンレス等の金属製であり、円盤状に形成されている。該シールキャップ102の上面には、処理炉40の下端と当接するシール材としてのOリング(図示せず)が設けられている。シールキャップ102には回転機構104が設けられ、該回転機構104の回転軸106はシールキャップ102を貫通してボート30に接続されており、該ボート30を回転させることでウェーハ14を回転させる様に構成されている。
<Processing furnace peripheral configuration>
Next, referring to FIG. 6, the configuration of the processing furnace 40 and its surroundings will be described. Below the processing furnace 40, a seal cap 102 is provided as a furnace port lid for hermetically closing the lower end opening of the processing furnace 40. The seal cap 102 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. An O-ring (not shown) is provided on the upper surface of the seal cap 102 as a sealing material that comes into contact with the lower end of the processing furnace 40. The seal cap 102 is provided with a rotation mechanism 104, and the rotation shaft 106 of the rotation mechanism 104 is connected to the boat 30 through the seal cap 102, and the wafer 14 is rotated by rotating the boat 30. It is configured.

また、シールキャップ102は処理炉40の外側に設けられた昇降機構として、後述する昇降モータ122によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート30を処理炉40に対して搬入搬出することが可能となっている。回転機構104及び昇降モータ122には、駆動制御部108が電気的に接続されており、所定の動作をする様所定のタイミングにて制御する様構成されている(図5参照)。 Further, the seal cap 102 is configured as a lifting mechanism provided outside the processing furnace 40 so as to be vertically lifted by a lifting motor 122 described later. It is possible to carry in and out. A drive control unit 108 is electrically connected to the rotation mechanism 104 and the lifting motor 122, and is configured to control at a predetermined timing so as to perform a predetermined operation (see FIG. 5).

予備室としてのロードロック室110の外面に下基板112が設けられている。該下基板112には、昇降台114と摺動自在に嵌合するガイドシャフト116及び昇降台114と螺合するボール螺子118が設けられている。又、下基板112に立設した前記ガイドシャフト116及びボール螺子118の上端には上基板120が設けられている。ボール螺子118は、上基板120に設けられた昇降モータ122によって回転され、ボール螺子118が回転されることで昇降台114が昇降する様になっている。 A lower substrate 112 is provided on the outer surface of the load lock chamber 110 as a spare chamber. The lower substrate 112 is provided with a guide shaft 116 that is slidably fitted to the lifting platform 114 and a ball screw 118 that is screwed to the lifting platform 114. Further, an upper substrate 120 is provided at the upper ends of the guide shaft 116 and the ball screw 118 erected on the lower substrate 112. The ball screw 118 is rotated by an elevating motor 122 provided on the upper substrate 120, and the elevating platform 114 is moved up and down by rotating the ball screw 118.

該昇降台114には中空の昇降シャフト124が垂設され、昇降台114と昇降シャフト124の連結部は気密となっており、該昇降シャフト124は昇降台114と共に昇降する様になっている。昇降シャフト124はロードロック室110の天板126を遊貫し、昇降シャフト124が貫通する天板126の貫通孔は、昇降シャフト124が天板126と接触することがない様充分な隙間が形成されている。 A hollow elevating shaft 124 is vertically suspended from the elevating platform 114, and a connecting portion between the elevating platform 114 and the elevating shaft 124 is airtight. The elevating shaft 124 is moved up and down together with the elevating platform 114. The elevating shaft 124 passes through the top plate 126 of the load lock chamber 110, and a sufficient clearance is formed in the through hole of the top plate 126 through which the elevating shaft 124 passes so that the elevating shaft 124 does not contact the top plate 126. Has been.

また、ロードロック室110と昇降台114との間には、昇降シャフト124の周囲を覆う様に伸縮性を有する中空伸縮体としてベローズ128が設けられ、該ベローズ128によりロードロック室110が気密に保たれる様になっている。尚、ベローズ128は昇降台114の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、ベローズ128の内径は昇降シャフト124の外径に比べて充分に大きく、伸縮の際に前記ベローズ128と昇降シャフト124が接触することがない様に構成されている。 Further, a bellows 128 is provided as a hollow elastic body having elasticity so as to cover the periphery of the lifting shaft 124 between the load lock chamber 110 and the lifting platform 114, and the load lock chamber 110 is hermetically sealed by the bellows 128. It is supposed to be kept. The bellows 128 has a sufficient amount of expansion and contraction that can accommodate the amount of elevation of the lifting platform 114, and the inner diameter of the bellows 128 is sufficiently larger than the outer diameter of the lifting shaft 124. It is comprised so that 124 may not contact.

該昇降シャフト124の下端には、昇降基板130が水平に固着され、該昇降基板130の下面にはOリング等のシール部材を介して駆動部カバー132が気密に取付けられる。昇降基板130と駆動部カバー132とで駆動部収納ケース134が構成され、この構成により該駆動部収納ケース134内部はロードロック室110内の雰囲気と隔離される。 The elevating board 130 is horizontally fixed to the lower end of the elevating shaft 124, and the drive unit cover 132 is airtightly attached to the lower surface of the elevating board 130 via a seal member such as an O-ring. The elevating board 130 and the drive unit cover 132 constitute a drive unit storage case 134, and this configuration isolates the inside of the drive unit storage case 134 from the atmosphere in the load lock chamber 110.

また、駆動部収納ケース134の内部には前記ボート30の回転機構104が設けられ、該回転機構104の周辺は冷却機構135によって冷却される様になっている。 Further, the rotation mechanism 104 of the boat 30 is provided inside the drive unit storage case 134, and the periphery of the rotation mechanism 104 is cooled by a cooling mechanism 135.

電力ケーブル138は、昇降シャフト124の上端から中空部を通り、回転機構104に導かれて接続されている。又、冷却機構135及びシールキャップ102には冷却水流路140が形成されている。更に、冷却水配管142が昇降シャフト124の上端から中空部を通り冷却水流路140に導かれて接続されている。 The power cable 138 passes through the hollow portion from the upper end of the elevating shaft 124 and is guided to the rotation mechanism 104 and connected thereto. A cooling water flow path 140 is formed in the cooling mechanism 135 and the seal cap 102. Further, a cooling water pipe 142 is led from the upper end of the elevating shaft 124 through the hollow portion to the cooling water flow path 140 and connected thereto.

昇降モータ122が駆動され、ボール螺子118が回転することで、昇降台114及び昇降シャフト124を介して駆動部収納ケース134を昇降させる。 As the elevating motor 122 is driven and the ball screw 118 rotates, the drive unit storage case 134 is raised and lowered via the elevating platform 114 and the elevating shaft 124.

該駆動部収納ケース134が上昇することにより、昇降基板130に気密に設けられているシールキャップ102が処理炉40の開口部である炉口144を閉塞し、ウェーハ処理が可能な状態となる。又、駆動部収納ケース134が下降することにより、シールキャップ102と共にボート30が降下され、ウェーハ14を外部に搬出できる状態となる。 When the drive unit storage case 134 is raised, the seal cap 102 provided in an airtight manner on the elevating substrate 130 closes the furnace port 144 that is an opening of the processing furnace 40, so that wafer processing is possible. Further, when the drive unit storage case 134 is lowered, the boat 30 is lowered together with the seal cap 102, and the wafer 14 can be carried out to the outside.

<制御部>
次に、図5に於いて、SiCエピタキシャル膜を成膜する半導体製造装置10を構成する各部の制御構成について説明する。
<Control unit>
Next, referring to FIG. 5, the control configuration of each part constituting the semiconductor manufacturing apparatus 10 for forming a SiC epitaxial film will be described.

温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、操作部及び入出力部を構成し、半導体製造装置10全体を制御する主制御部150に電気的に接続されている。又、温度制御部52、ガス流量制御部78、圧力制御部98、駆動制御部108は、コントローラ152として構成されている。 The temperature control unit 52, the gas flow rate control unit 78, the pressure control unit 98, and the drive control unit 108 constitute an operation unit and an input / output unit, and are electrically connected to a main control unit 150 that controls the entire semiconductor manufacturing apparatus 10. ing. The temperature control unit 52, the gas flow rate control unit 78, the pressure control unit 98, and the drive control unit 108 are configured as a controller 152.

<SiC膜の形成方法>
次に、上述した半導体製造装置10を用い、半導体デバイスの製造工程の一工程として、SiC等で構成されるウェーハ14等の基板上に、例えばSiC膜を形成する基板の製造方法について説明する。尚、以下の説明に於いて半導体製造装置10を構成する各部の動作は、コントローラ152により制御される。
<Method of forming SiC film>
Next, as a step of the semiconductor device manufacturing process using the semiconductor manufacturing apparatus 10 described above, a substrate manufacturing method for forming, for example, a SiC film on a substrate such as a wafer 14 made of SiC or the like will be described. In the following description, the operation of each part constituting the semiconductor manufacturing apparatus 10 is controlled by the controller 152.

先ず、ポッドステージ18に複数枚のウェーハ14を収納したポッド16がセットされると、ポッド搬送装置20によりポッド16をポッドステージ18からポッド収納棚22へ搬送し、ストックする。次に、ポッド搬送装置20により、ポッド収納棚22にストックされたポッド16をポッドオープナ24に搬送してセットし、該ポッドオープナ24によりポッド16の蓋を開き、基板枚数検知器26によりポッド16に収納されているウェーハ14の枚数を検知する。 First, when the pod 16 storing a plurality of wafers 14 is set on the pod stage 18, the pod 16 is transferred from the pod stage 18 to the pod storage shelf 22 by the pod transfer device 20 and stocked. Next, the pod 16 stocked on the pod storage shelf 22 is transported and set to the pod opener 24 by the pod transport device 20, the lid of the pod 16 is opened by the pod opener 24, and the pod 16 is detected by the substrate number detector 26. The number of wafers 14 housed in is detected.

次に、基板移載機28により、ポッドオープナ24の位置にあるポッド16からウェーハ14を取出し、ボート30に移載する。 Next, the wafer 14 is taken out from the pod 16 at the position of the pod opener 24 by the substrate transfer device 28 and transferred to the boat 30.

複数枚のウェーハ14がボート30に装填されると、ウェーハ14を保持したボート30は、昇降モータ122による昇降台114及び昇降シャフト124の昇降動作により反応室44内に搬入(ボートローディング)される。この状態では、シールキャップ102はOリング(図示せず)を介してマニホールド36の下端をシールした状態となる。 When a plurality of wafers 14 are loaded into the boat 30, the boat 30 holding the wafers 14 is loaded into the reaction chamber 44 (boat loading) by the lifting and lowering operation of the lifting platform 114 and the lifting shaft 124 by the lifting motor 122. . In this state, the seal cap 102 is in a state of sealing the lower end of the manifold 36 via an O-ring (not shown).

ボート30搬入後、反応室44内が所定の圧力(真空度)となる様に、真空排気装置220によって真空排気される。この時、反応室44内の圧力は、圧力センサ(図示せず)によって測定され、測定された圧力に基づき第1のガス排気口90及び第2のガス排気口390に連通するAPCバルブ214がフィードバック制御される。又、ウェーハ14及び反応室44内が所定の温度となる様前記被誘導体48が加熱される。この時、反応室44内が所定の温度分布となる様、温度センサ(図示せず)が検出した温度情報に基づき誘導コイル50への通電具合がフィードバック制御される。続いて、回転機構104により、ボート30が回転されることで、ウェーハ14が周方向に回転される。 After the boat 30 is loaded, the reaction chamber 44 is evacuated by the evacuation device 220 so that the inside of the reaction chamber 44 has a predetermined pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the reaction chamber 44 is measured by a pressure sensor (not shown), and the APC valve 214 communicating with the first gas exhaust port 90 and the second gas exhaust port 390 based on the measured pressure is used. Feedback controlled. Further, the derivative 48 is heated so that the inside of the wafer 14 and the reaction chamber 44 has a predetermined temperature. At this time, the current supply to the induction coil 50 is feedback controlled based on temperature information detected by a temperature sensor (not shown) so that the reaction chamber 44 has a predetermined temperature distribution. Subsequently, when the boat 30 is rotated by the rotation mechanism 104, the wafer 14 is rotated in the circumferential direction.

続いて、SiCエピタキシャル成長反応に寄与するSi(シリコン)原子含有ガス及びCl(塩素)原子含有ガスは、それぞれガス供給源210a,210bから供給され、前記第1のガス供給口68より前記反応室44内に噴出される。又、C(炭素)原子含有ガス及び還元ガスであるH2ガスが、所定の流量となる様に対応する前記MFC211d,211eの開度が調整された後、バルブ212d,212eが開かれ、それぞれのガスが第2のガスライン260に流通し、第2のガス供給ノズル70に流通して第2のガス供給口72より反応室44内に導入される。 Subsequently, Si (silicon) atom-containing gas and Cl (chlorine) atom-containing gas contributing to the SiC epitaxial growth reaction are supplied from gas supply sources 210a and 210b, respectively, and the reaction chamber 44 is supplied from the first gas supply port 68. Erupted inside. Further, after the opening degrees of the corresponding MFCs 211d and 211e are adjusted so that the C (carbon) atom-containing gas and the reducing gas H2 gas have a predetermined flow rate, the valves 212d and 212e are opened, The gas flows through the second gas line 260, flows through the second gas supply nozzle 70, and is introduced into the reaction chamber 44 through the second gas supply port 72.

第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72より供給されたガスは、反応室44内の被誘導体48の内側を通り、第1のガス排気口90からガス排気管230を通って排気される。第1のガス供給口68及び第2のガス供給口72より供給されたガスは、反応室44内を通過する際に、SiC等で構成されるウェーハ14と接触し、ウェーハ14表面上にSiCエピタキシャル膜成長がなされる。ここで、2本の第1のガス供給ノズル60から供給される成膜ガスは、その噴出方向が交差するような方向に噴出される。また、3本の第2のガス供給ノズル70から供給される成膜ガスは、その噴出方向が交差するような方向に噴出される。更には、第1のガス供給ノズル60から供給される成膜ガスの交差する点は、第2のガス供給ノズル70から供給される成膜ガスの交差する点より遠くなるように供給される。これにより、ウェーハ14面内の濃度分布を均一化させることが可能となる。 The gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 passes through the inside of the derivative 48 in the reaction chamber 44 and passes through the gas exhaust pipe 230 from the first gas exhaust port 90. Exhausted. When the gas supplied from the first gas supply port 68 and the second gas supply port 72 passes through the reaction chamber 44, the gas contacts the wafer 14 made of SiC or the like, and the SiC is formed on the surface of the wafer 14. Epitaxial film growth is performed. Here, the film forming gas supplied from the two first gas supply nozzles 60 is ejected in a direction in which the ejection directions intersect. Further, the film forming gas supplied from the three second gas supply nozzles 70 is ejected in a direction in which the ejection directions intersect. Furthermore, the point where the film forming gas supplied from the first gas supply nozzle 60 intersects is supplied so as to be farther from the point where the film forming gas supplied from the second gas supply nozzle 70 intersects. This makes it possible to make the concentration distribution in the wafer 14 surface uniform.

また、ガス供給源210fより、不活性ガスとしての希ガスであるArガスが所定の流量となる様に対応するMFC211fの開度が調整された後、バルブ212fが開かれ、第3のガスライン240に流通し、第3のガス供給口360から反応室44内に供給される。第3のガス供給口360から供給された不活性ガスとしての希ガスであるArガスは、反応室44内の断熱材54と反応管42との間を通過し、第2のガス排気口390から排気される。 Further, after the opening degree of the corresponding MFC 211f is adjusted by the gas supply source 210f so that the Ar gas, which is a rare gas as an inert gas, has a predetermined flow rate, the valve 212f is opened, and the third gas line 240 is supplied to the reaction chamber 44 from the third gas supply port 360. Ar gas which is a rare gas as an inert gas supplied from the third gas supply port 360 passes between the heat insulating material 54 in the reaction chamber 44 and the reaction tube 42, and the second gas exhaust port 390. Exhausted from.

以上、本発明を図面を用いて説明してきたが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。 Although the present invention has been described with reference to the drawings, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以上、本発明を実施形態に沿って説明してきたが、ここで本発明の主たる態様を付記する。
(付記1)
複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス供給工程によって供給されたガスを排気配管から排気する排気工程と、
前記排気配管内をクリーニングするために前記排気配管内のクリーニングガス用流路にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する基板処理方法と半導体装置の製造方法、および、基板の製造方法。
(付記2)
複数の基板を処理する処理室と、
前記複数の基板を保持した状態で前記反応室内に載置されるボートと、
前記反応室内に設置され、前記複数の基板を処理するガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部によって前記反応室内に供給されたガスを排気する排気部と、
前記排気部は、前記排気部の内部をクリーニングするガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記排気部内に前記クリーニングガスを流すクリーニングガス流路を有する基板処理装置。
(付記3)
付記2において、前記クリーニングガス流路は前記排気部内に設けられた石英壁によって形成される。
(付記3)
複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス供給工程によって供給されたガスを内部に短管ノズルを有する排気配管から排気する排気工程と、
前記排気配管内をクリーニングするためにクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する基板処理方法と半導体装置の製造方法、および、基板の製造方法。
(付記4)
複数の基板を処理する処理室と、
前記複数の基板を保持した状態で前記反応室内に載置されるボートと、
前記反応室内に設置され、前記複数の基板を処理するガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部によって前記反応室内に供給されたガスを排気配管によって排気する排気部と、
前記排気部の内部をクリーニングするガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記クリーニングガス供給部の前記排気配管側に前記クリーニングガスを複数方向に噴出するための短管ノズルを有する基板処理装置。
As mentioned above, although this invention has been demonstrated along embodiment, the main aspect of this invention is added here.
(Appendix 1)
A boat loading process for carrying a plurality of substrates into the reaction chamber while being held in the boat;
A gas supply step of supplying a gas to the substrate;
An exhaust process for exhausting the gas supplied by the gas supply process from an exhaust pipe;
A substrate processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate manufacturing method, comprising: a cleaning gas supply step of supplying a cleaning gas to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe in order to clean the inside of the exhaust pipe.
(Appendix 2)
A processing chamber for processing a plurality of substrates;
A boat placed in the reaction chamber in a state of holding the plurality of substrates;
A gas supply unit installed in the reaction chamber for supplying a gas for processing the plurality of substrates;
An exhaust unit for exhausting the gas supplied into the reaction chamber by the gas supply unit;
The substrate processing apparatus, wherein the exhaust unit includes a cleaning gas supply unit that supplies a gas for cleaning the inside of the exhaust unit, and a cleaning gas passage that allows the cleaning gas to flow into the exhaust unit.
(Appendix 3)
In Supplementary Note 2, the cleaning gas flow path is formed by a quartz wall provided in the exhaust section.
(Appendix 3)
A boat loading process for carrying a plurality of substrates into the reaction chamber while being held in the boat;
A gas supply step of supplying a gas to the substrate;
An exhaust process for exhausting the gas supplied by the gas supply process from an exhaust pipe having a short pipe nozzle inside;
A substrate processing method, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate manufacturing method, each including a cleaning gas supply step for supplying a cleaning gas to clean the inside of the exhaust pipe.
(Appendix 4)
A processing chamber for processing a plurality of substrates;
A boat placed in the reaction chamber in a state of holding the plurality of substrates;
A gas supply unit installed in the reaction chamber for supplying a gas for processing the plurality of substrates;
An exhaust part for exhausting the gas supplied into the reaction chamber by the gas supply part through an exhaust pipe;
A cleaning gas supply unit for supplying a gas for cleaning the inside of the exhaust unit;
A substrate processing apparatus having a short tube nozzle for ejecting the cleaning gas in a plurality of directions on the exhaust pipe side of the cleaning gas supply unit.

10:半導体製造装置、12:筐体、14:ウェーハ、15:ウェーハホルダ、15a:上部ウェーハホルダ、15b:下部ウェーハホルダ、16:ポッド、18:ポッドステージ、20:ポッド搬送装置、22:ポッド収納棚、24:ポッドオープナ、26:基板枚数検知器、28:基板移載機、30:ボート、32:アーム、34A:ボート断熱部、34B:第1熱交換部、34C:第2熱交換部、36:マニホールド、40:処理炉、42:反応管、44:反応室、48:被誘導体、50:誘導コイル、52:温度制御部、54:断熱材、55:外側断熱壁、58:磁気シール、60:第1のガス供給ノズル、68:第1のガス供給口、70:第2のガス供給ノズル、72:第2のガス供給口72、78:ガス流量制御部、90:第1のガス排気口、98:圧力制御部、102:シールキャップ、104:回転機構、106:回転軸、108:駆動制御部、110:ロードロック室、112:下基板、114:昇降台、116:ガイドシャフト、118:ボール螺子、120:上基板、122:昇降モータ、124:昇降シャフト、128:ベローズ、130:昇降基板、132:駆動部カバー、134:駆動部収納ケース、135:冷却機構、138:電力ケーブル、140:冷却水流路、142:冷却水配管、150:主制御部、152:コントローラ、200:ガス供給ユニット、210:ガス供給源、211:MFC、212:バルブ、214:APCバルブ、222:第1のガスライン、230:ガス排気管、260:第2のガスライン、300:構造物、360:第3のガス供給口、390:第2のガス排気口、701:クリーニングガス供給部、702:フランジ水冷部、901:短管ノズル、1101:石英壁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Semiconductor manufacturing apparatus, 12: Housing | casing, 14: Wafer, 15: Wafer holder, 15a: Upper wafer holder, 15b: Lower wafer holder, 16: Pod, 18: Pod stage, 20: Pod conveyance apparatus, 22: Pod Storage shelf, 24: Pod opener, 26: Substrate number detector, 28: Substrate transfer machine, 30: Boat, 32: Arm, 34A: Boat heat insulation part, 34B: First heat exchange part, 34C: Second heat exchange Part: 36: manifold, 40: processing furnace, 42: reaction tube, 44: reaction chamber, 48: derivative, 50: induction coil, 52: temperature controller, 54: heat insulating material, 55: outer heat insulating wall, 58: Magnetic seal, 60: first gas supply nozzle, 68: first gas supply port, 70: second gas supply nozzle, 72: second gas supply port 72, 78: gas flow rate controller, 90: first 1 Gas exhaust port, 98: pressure control unit, 102: seal cap, 104: rotation mechanism, 106: rotation shaft, 108: drive control unit, 110: load lock chamber, 112: lower substrate, 114: lifting platform, 116: guide Shaft, 118: Ball screw, 120: Upper substrate, 122: Lifting motor, 124: Lifting shaft, 128: Bellows, 130: Lifting substrate, 132: Drive unit cover, 134: Drive unit storage case, 135: Cooling mechanism, 138 : Power cable, 140: Cooling water flow path, 142: Cooling water piping, 150: Main control unit, 152: Controller, 200: Gas supply unit, 210: Gas supply source, 211: MFC, 212: Valve, 214: APC valve 222: first gas line 230: gas exhaust pipe 260: second gas line 300: structure 360 The third gas supply port, 390: second gas outlet, 701: cleaning gas supply unit, 702: flange water-cooling unit, 901: short pipe nozzle, 1101: quartz walls.

Claims (3)

複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス供給工程によって供給されたガスを排気配管から排気する排気工程と、
前記排気配管内をクリーニングするために前記排気配管内のクリーニングガス用流路にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する基板処理方法。
A boat loading process for carrying a plurality of substrates into the reaction chamber while being held in the boat;
A gas supply step of supplying a gas to the substrate;
An exhaust process for exhausting the gas supplied by the gas supply process from an exhaust pipe;
A substrate processing method comprising: a cleaning gas supply step of supplying a cleaning gas to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe in order to clean the inside of the exhaust pipe.
複数の基板をボートに保持した状態で反応室内に搬入するボートローディング工程と、
前記基板に対しガスを供給するガス供給工程と、
前記ガス供給工程によって供給されたガスを排気配管から排気する排気工程と、
前記排気配管内をクリーニングするために前記排気配管内のクリーニングガス用流路にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給工程とを有する半導体装置の製造方法。
A boat loading process for carrying a plurality of substrates into the reaction chamber while being held in the boat;
A gas supply step of supplying a gas to the substrate;
An exhaust process for exhausting the gas supplied by the gas supply process from an exhaust pipe;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a cleaning gas supply step for supplying a cleaning gas to a cleaning gas flow path in the exhaust pipe in order to clean the inside of the exhaust pipe.
複数の基板を処理する処理室と、
前記複数の基板を保持した状態で前記反応室内に載置されるボートと、
前記反応室内に設置され、前記複数の基板を処理するガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部によって前記反応室内に供給されたガスを排気配管を介して排気する排気部と、
前記排気部は、前記排気部の内部をクリーニングするガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記排気部内に前記クリーニングガスを流すクリーニングガス流路を有する基板処理装置。
A processing chamber for processing a plurality of substrates;
A boat placed in the reaction chamber in a state of holding the plurality of substrates;
A gas supply unit installed in the reaction chamber for supplying a gas for processing the plurality of substrates;
An exhaust unit for exhausting the gas supplied into the reaction chamber by the gas supply unit through an exhaust pipe;
The substrate processing apparatus, wherein the exhaust unit includes a cleaning gas supply unit that supplies a gas for cleaning the inside of the exhaust unit, and a cleaning gas passage that allows the cleaning gas to flow into the exhaust unit.
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